材料力学特論

科目基礎情報

学校 鶴岡工業高等専門学校 開講年度 平成26年度 (2014年度)
授業科目 材料力学特論
科目番号 0005 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 生産システム工学専攻 対象学年 1
開設期 前期 週時間数 4
教科書/教材 Professional Engineer Library 材料力学 本江哲行他 実教出版※
担当教員 三村 泰成

到達目標

柱,軸,円筒,球殻における組み合わせ応力を学び,主応力,主せん断応力の計算をできるようになる.また,それらを強度評価に適用できる.弾性力学の基礎を学び,有限要素法を用いた構造解析を理解し,設計問題に適用できるようになる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1柱,軸,円筒,球殻に生じる組み合わせ応力を計算し,強度評価に適用できる.柱,軸,円筒,球殻に生じる組み合わせ応力を説明できる.組み合わせ応力を理解できない.
評価項目22次元有限要素解析を用いた構造解析を実現でき,強度評価に適用できる.有限要素解析を説明できる.有限要素解析を理解できない.
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
組み合わせ応力を学び,主応力,主せん断応力の計算をできるようになる.また,それらを強度評価に適用できる.弾性力学の基礎を学び,有限要素法を用いた構造解析を理解し,設計問題に適用できるようになる.
授業の進め方・方法:
中間試験(40%)期末試験(50%),自学自習のための課題(10%)により評価し,60点以上を合格とする.
期末試験には,「有限要素解析を実行し結果の報告書作成する」という問題を含む.
注意点:
※教科書は2015年2月末に出版予定である.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス,材料力学の復習. ガイダンス
2週 主応力,主せん断応力 二次元問題(平面応力,平面ひずみ)における主応力,主せん断応力などを理解し,計算できる.
3週 長柱の座屈理論を理解し,座屈荷重を計算できる.偏心圧縮雅作用する短柱の計算を理解し,計算できる.
4週 曲げ,ねじり,軸力が作用する軸 軸における組み合わせ応力を理解し,計算できる.
5週 薄肉円筒,球殻, 薄肉円筒,球殻における組み合わせ応力を理解し,計算できる.
6週 弾性破損の法則 最大主応力説,最大せん断応力説,せん断ひずみエネルギ説を理解し,材料破壊の評価基準として利用できる.
7週 演習
8週 中間試験
2ndQ
9週 有限要素法(1) 連続体力学の概要を学び,物理現象を「偏微分方程式」で記述できることを理解できる.
10週 有限要素法(2) 弾性力学におけるひずみの定義,平衡方程式を理解できる.フックの法則との関係も理解できる.
11週 有限要素法(3) 一次元バネ問題をマトリクス法を用いて解ける.
12週 有限要素法(4) 1次元2節点棒要素の有限要素法の定式化を学び,有限要素法の計算手順を理解する.
13週 有限要素法(5) 2次元の4節点アイソパラメトリック要素を学び,応力解析に適用できる.
14週 有限要素法(6) 2次元要素,3次元要素を用いた有限要素解析の例題を実行し,結果を検証できる.
15週 有限要素法(7) 与えられた課題について有限要素解析モデルを構築し,解析,強度評価が実行できる.
16週

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合90001000100
基礎的能力1000100020
専門的能力800000080
分野横断的能力0000000